上海某装配整体式剪力墙结构施工技术研究

曾 盛

(厦门上城建筑设计有限公司 福建厦门 361012)

0 引言

装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接，并在现场浇筑混凝土而形成整体的结构，是我国目前装配式建筑发展的重要方向。装配式结构可以连续地按顺序完成工程的多个或全部工序，从而减少施工机械进入现场的种类和数量，消除工序连接的空闲时间，实现交叉作业，减少施工人员。装配式建筑与传统建筑相比，其设计和施工方法有所不同，其主要特点是：①预制构件流水生产工业化程度高；②构件模具、生产设备投入后可重复使用，节约资源；③施工现场装配、连接可减轻施工对环境的影响；④装配式施工节约水电，耗能少、减少建筑废弃物、扬尘、噪声污染；⑤工程施工周期短；⑥劳动力投入减少；⑦机械化程度提高，施工人员劳动强度降低；⑧高空湿作业减少等。

本文以上海某装配整体式剪力墙结构为例，对其施工进行简要介绍，以期为同类项目施工、设计提供参考。

1 工程概况

该项目地上计容建筑面积80 710m2，选定3#楼、6#～7#楼、Al#～A8#楼、1#～2#楼连接体实施装配式建造如图1所示。

图1 上海某项目采用装配式建造情况

本文以6#～7#楼为例，对其装配式施工进行简要介绍。6#～7#楼共24层，标准层层高3.100m，建筑高度为75.75m，其中8层～24层采用装配式建造。采用的预制构件种类有5种，分别为预制外墙板(PCQ)、预制剪力墙(PCJQ)、预制楼梯(PCLT)、预制阳台(PCYT)、预制叠合板(PCB)，预制率为35.20%,预制外墙面积比为54.6%，外墙保温采用外墙外保温形式。预制构件的全楼分布情况如表1和图2所示。

表1 6#～7#楼各层预制构件分布表

图2 6#～7#楼预制构件平面分布图

(1)6#～7#楼预制墙板(PCQ、PCJQ)每层44块，其中包括预制外墙板(PCQ)和预制剪力墙(PCJQ)，单块构件重量1.68t～4.75t。预制外墙板(PCQ)竖向通过螺纹盲孔注浆连接，水平向通过现浇暗柱与现浇结构连接；预制剪力墙(PCJQ)竖向通过灌浆套筒连接，水平向通过现浇暗柱与现浇结构连接。

(2)预制阳台(PCYT)每层2块，单块构件重量3.29t，与现浇结构通过预留钢筋连接。

(3)预制叠合板(PCB)每层32块，单块构件重量0.91t～1.82t，叠合板四边出筋与现浇结构相连。

(4)预制楼梯(PCLT)每层4块，单块构件重量5.53t、5.90t。预制楼梯(PCLT)吊装前，先在楼梯L型梯梁内铺砂浆，采用坐灰方式连接。预制楼梯与现浇梁连接时，先施工现浇梁及挑耳，再吊装预制楼梯。

2 装配式施工概况

根据装配式结构的特点，钢筋混凝土现浇施工与预制构件施工采用流水搭接穿插施工。在预制构件吊装完毕后移交土建单位进行模板、钢筋、混凝土施工。预制构件由加工厂运至施工现场，运输车辆就近停靠在预制构件堆场旁，使用塔吊将预制构件卸载至预制构件堆场的指定位置。 在上层混凝土浇捣完毕且强度达到70%以上时，使用塔吊从预制构件堆场起吊构件完成吊装、定位、校正、加固等工序后，将施工作业面移交土建施工单位。当土建施工单位完成竖向钢筋绑扎及模板施工完成后，穿插进行阳台板吊装及固定工作，并预埋下一层支撑固定埋件。

3 预制构件生产

该项目预制构件选择专业预制构件生产单位生产，由于项目进度要求及预制构件厂产能限制，选择距离该项目75km、250km两个构件厂同时生产供货。

本文以预制墙板(PCQ、PCJQ)生产为例，简要介绍预制构件生产工艺。

预制构件采用钢制模板生产：钢筋加工成型整体吊装至模板内；混凝土采用预拌混凝土，浇捣完后进行蒸汽养护。预制构件生产时模板清洁、钢筋加工、安装窗框、固定预埋件、混凝土浇捣及蒸汽养护、拆模搬运等工序，均采用流水作业，如图3所示。

图3 预制墙板生产工艺流程

3.1 混凝土浇捣与养护

浇捣混凝土前应检查钢制模板、支架、成型的钢筋和预埋件。先由生产车间进行自检，填写隐蔽工程验收单(隐蔽工程由技术质安科进行验收，逐项验收检查合格后，才可浇捣混凝土)。混凝土采用插入式振动器振捣，其插入距离以30cm为宜。振捣混凝土表面稳定，停止下沉，无明显气泡上升，表面平坦，呈现薄层水泥浆时停止振捣。混凝土浇筑时，注意观察钢制模板、支架、窗框、钢筋骨架、预埋件等，如有异常发生马上停止浇捣，并采取解决措施后再继续浇捣。

在原生产模位上，采用低温蒸汽对预制构件进行蒸养。蒸养时，预制构件表面遮盖油布(蒸养罩)，内通蒸汽。油布遮盖时，墙、板表面设油布支架，为使蒸汽便于循环，混凝土表面与油布隔开≧300mm。油布搭接密实，搭接尺寸≧500mm，四周以重物压住拖放到地面，形成密封的蒸养罩。蒸养分为4个阶段：静停、升温、恒温和降温。静停可从混凝土浇捣完毕开始计算，升温速度≦15℃/h；恒温时段温度55±2℃；降温≦10℃/h，蒸养流程为：

当环境气温≤15℃，蒸养时，适当增加升温时间，蒸养流程须通过试验室进行调正。待构件蒸养的温度与周围温度差≤20℃时，揭开蒸养油布。

3.2 墙板翻转、起吊与出厂(图4)

墙板起吊翻身时，派专人负责指挥，构件出厂必须符合质量标准，构件上应标明型号、生产日期、班组，并盖上合格标志的图章。所有出厂标志必须写于构件端头，严禁标写于板面或正立面。出厂过程，如再发生硬伤及时修整后使用。预制墙板生产作业时间分配如图5所示。

a.将翻转外墙板放入翻转架，并固定在翻转架上。b.将固定架旋转90°。

c.将吊车吊钩与墙板吊钉(环)连接，并收紧起吊钢丝绳。d.松开固定架与墙板的连接，墙板吊离翻转架。图4 墙板翻转、起吊流程

图5 预制墙板生产作业时间分配表

4 装配式施工方案

4.1 施工工序与吊装次序

(1)PC楼层施工工序，如图6所示。

图6 PC楼层的施工工序

(2)预制构件吊装次序：预制构件吊装总体原则：以每个单元平面端头第一块起始点按水平连接顺序依次吊装，吊装完成后进行加固，流水作业。楼层模板、排架搭设完工后安装阳台、叠合楼板。

(3)预制构件吊装流程：引测控制轴线→楼面弹线→水平标高测量→预制外墙板、预制凸窗板、预制剪力墙逐块安装(控制标高垫块放置→起吊、就位→临时固定→脱钩、校正→锚固筋安装、梳理)→现浇柱、墙板钢筋绑扎〈机电暗管预埋〉→内侧支模架搭设(包括叠合板、阳台板)→柱、墙板模板→叠合板、阳台板安装→现浇楼板钢筋绑扎(机电暗管预埋)→混凝土浇捣→养护→预制楼梯吊装→拆除模板排架结构→灌浆施工(按上述工序继续下层施工)具体如图7所示。

图7 6#～7#楼PC构件吊装顺序

(4)灌浆施工：【灌浆钢筋(下端)与现浇钢筋连接→安放套板】(现浇结构与PC结构相连接部位才有本程序)→调整钢筋→现浇混凝土施工→PC结构施工→本层主体结构施工完毕→高强灌浆施工。

4.2 吊装流程分解(图8～图11)

(1)测量放线，楼层弹线，并测量水平标高

(2)预制构件吊装

预制构件主要采用塔吊吊装，在塔吊有效半径内确保最不利构件的吊装。为满足预制墙板的受力要求，保证吊点垂直，采用钢扁担起吊。吊点采用可调形式，使其具有通用性；使用前先加载试验，检验吊环受力性能，确保吊装安全。

图8 预制构件吊装

钢扁担采用20#工字钢(长5m)，与构件相连的钢丝绳与钢扁担连接处，采用可移动的钢板活动吊钩，以满足绳垂直吊装不同规格预制构件要求。

(3)绑扎墙柱钢筋

对预制构件进行吊装、校正完毕后，进行剪力墙、柱钢筋的绑扎。

(4)支撑排架搭设

图9 支撑排架搭设

(5)阳台板、叠合板吊装及楼面混凝土浇筑

图10 阳台板、叠合板吊装

(6)预制楼梯吊装

图11 预制楼吊装

(7)模架拆除及灌浆施工

(8)重复工序1～7，进行下一楼层施工

4.3 标准化施工流程(图12)

图12 标准化施工流程

4.4 预制构件运输及堆场

预制构件运输采用低盘平板车。预制阳台、预制楼梯、叠合楼板运输时平放，预制墙板运输时竖放。

预制墙板养护完毕安置于运输架上，每个运输架放置两块预制构件。为保护预制构件外立面，构件室内侧向内，正向放置。预制墙板通过运输架进行运输，为防止运输过程构件损坏，运输架设置在枕木上，预制构件与架身、架身与运输车辆可靠固定。当路宽大于等于6m时，转弯半径宜≥9m；当转弯半径为4m时，转弯半径宜≥12m。

预制阳台、预制楼梯、叠合楼板平放运输，构件底部设置通长木条，并用紧绳与运输车固定。预制阳台、预制楼梯、叠合楼板叠放运输时，叠放分别不超过4、4、6层，且叠放高度不应超过道路限高要求。运输预制构件时，车慢启，车速均匀，转弯变道时减速，防止墙板倾覆；部分覆盖地下车库运输线路，运输车通过地下车库顶板时，对地下车库梁、板底部作支撑加固，确保地下车库受力满足预制构件运输时的受力要求。

考虑施工吊装顺序要求，预制构件运至施工现场后，由塔吊或汽车吊按顺序吊至构件堆放场地内。预制构件堆放须设置枕木，堆场内的预制构件采取必要的防倾覆措施。

预制墙板采用槽钢制作的支架竖直放置，预制墙板搁置点设置在墙板底部两端，堆场平整、结实。搁置点处采用柔性材料，堆放后采取临时固定措施，场地做好临时围挡。为防止人为碰撞、塔吊机械碰撞，使堆场内预制墙板形成多米诺骨牌式倒塌，堆场按吊装顺序交错有序堆放，板与板之间留出一定间隔。

单体设置一个堆场，大构件靠近塔吊堆放，小构件稍微远离塔吊堆放，堆场内镜像预制构件按照左右堆放，并做好标记，方便吊装，如图13所示。

图13 预制构件堆场

5 施工技术要点

5.1 现浇层与预制层转换钢筋的预埋

根据预制墙板套筒的位置、间距设置预埋钢筋，预埋钢筋设置木套板固定。为防止混凝土浇筑的不利影响，纵向横向均设置套板，且预埋钢筋下部和结构钢筋焊接，保证预埋钢筋的精度要求，如图14所示。

(a)纵横套板作用下预埋钢筋 (b)预埋钢筋下端与底筋焊接 (c)预埋钢筋效果图14 现浇与预制层转换钢筋的预埋

5.2 预制剪力墙与现浇结构的连接

该项目剪力墙墙身采用预制，边缘构件采用现浇，预制剪力墙与边缘构件整体浇筑连接，水平向墙身水平钢筋锚入现浇边缘构件内，剪力墙墙身竖向采用灌浆套筒连接。

图15 预制剪力墙与现浇结构连接

5.3 塔吊选型

装配式施工时，要求塔吊必须确保满足预制构件卸车、堆场及吊装处预制构件的起吊需求。6#～7#楼预制构件最重约5.9t(预制楼梯)，考虑到吊装半径及施工进度要求，采用TC7035型塔吊，满足要求。

5.4 灌浆套筒灌浆施工注意事项(图15～图17)

(1)套筒和钢筋宜配套使用，连接钢筋型号可比套筒型号小一级，套筒安装时，采用橡胶环和螺杆将其固定在底模上，与套筒连接的注浆管需定位准确、安装稳定，以防止漏浆。

(2)由专业厂家生产灌浆料。在灌浆前，应封闭预制构件底部缝隙；灌浆时，浆料由套筒下方注浆口注入，灌浆压力应≧1.0MPa，出浆口或注浆口流出连续的圆柱状浆液后，方可对其进行封堵；当无法出浆时，应停止灌浆作业，查明原因调整灌浆作业，满足要求后，方可对其进行封堵。

图16 灌浆套筒图17 灌浆施工

(3)吊装预制构件前，套筒内及预留钢筋上的灰尘、泥浆、铁锈等应清除干净，并保持清洁。吊装前预留钢筋应矫正就位，确保构件顺利吊装，预留钢筋在套筒内应居中布置，避免钢筋碰触、紧靠套筒内壁。

(4)吊装预制构件前，应对预留钢筋长度进行检查、记录，保证钢筋伸入套筒的长度满足要求。应清理干净灌浆界面，灌浆前浇水湿润，不得残留明水。拼装构件应平稳、牢固，灌浆时、灌浆后在规定时间内不得扰动。

(5)未用完的灌浆料应丢弃，不得搅拌二次使用，灌浆料中严禁加入外加剂、外掺剂。

(6)灌浆应从一侧，灌浆时须排除腔体内的空气，二侧以上同时灌浆会窝气，形成空气夹层。

(7)每个预制墙板下较大的灌浆区应进行分仓，确保每个分仓可在灌浆料初凝前连续灌注完成，该工程要求3～4个套筒为一个仓格。

(8)灌浆开始时，可用竹劈子疏导拌合物。以加快灌浆进度，使拌合物灌满腔体，灌浆时禁止采用振动器振捣。灌浆开始后，应连续进行，尽量缩小灌浆时间。灌浆时若发现已灌入的拌合物有浮水，需立即灌入较稠的拌合物，使其“吃掉”浮水。当灌浆料从套管溢浆孔溢出时，用橡皮塞堵住溢浆孔，直至所有套管灌满，方可停止灌浆。

5.5 灌浆施工质量控制

(1)灌浆腔拍摄照片留存，照片须包含有效封堵图片、灌浆过程照片和灌浆成型后照片。

(2)灌浆施工过程，定时留存灌浆施工过程视屏。

(3)灌浆施工须有旁站监理在场时方可进行。

(4)填写《灌浆作业施工记录表》并由总包方及监理方签字。

(5)加强施工全过程的质量预控，密切配合好建设单位、监理和总包三方人员的检查和验收，及时做好相关操作记录。

(6)所有施工人员均需持有上岗许可证。

(7)首次灌浆施工后，由总包方、监理方和灌浆队伍认真对整个灌浆过程进行讨论，根据三方最终讨论结果确定灌浆过程操作细节。

6 结语

装配式混凝土结构是我国建筑工业化发展的重要方向。与现浇施工工相比，可以减少进场的工程机械种类和数量，实现交叉作业，减少施工人员，提高工效、降低物料消耗、减少环境污染。

为推动装配式混凝土结构的发展，构件厂应当提高生产水平，施工单位应提高施工现场人员施工、管理水平等。设计单位应提高装配式设计水平，设计便于建造的装配式结构。建设方应提升协调各方的管理能力。